摘要：本文設(shè)計(jì)了一種基于DTMF技術(shù)的單片機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的智能家庭防盜報(bào)警器,該系統(tǒng)能利用現(xiàn)有的公共網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)控家中的情況,并且家中發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)能及時(shí)將信息傳遞給主人,具有方便、安全的優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　1、引言
　　
　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人民生活水平的提高,人們對(duì)家庭住房的防盜、防劫、防火設(shè)備的重視程度也在不斷提高,所以現(xiàn)代社會(huì)有更多的人需要對(duì)偷盜、搶劫、火災(zāi)、煤氣泄漏等事故進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警。為了有效的保證居民的生命財(cái)產(chǎn)安全,我們?cè)O(shè)計(jì)了一款智能家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)是利用無處不在的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控,將AT89S51單片機(jī)、ISD4000集成語音芯片、HT1602液晶顯示驅(qū)動(dòng)芯片及集成電路組成的雙音多頻撥號(hào)電路等有機(jī)地結(jié)合在一起,構(gòu)成一種功能*、實(shí)用、成本低廉的家庭智能防盜報(bào)警器。
　　
　　2、電路組成框圖和基本工作原理
　　
　　2.1電路組成框圖
　　
　　智能家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)是由無線發(fā)送/接受模塊、報(bào)警模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、語音模塊、DTMF解/編碼模塊等構(gòu)成,系統(tǒng)硬件總體框圖如圖1所示。　　　　
　　2.2電路基本工作原理介紹
　　
　　當(dāng)家中發(fā)生警情時(shí),此時(shí)家中設(shè)定的無線模塊或者其他傳感器模塊會(huì)發(fā)出異常信號(hào)給單片機(jī),單片機(jī)接受到信號(hào)后立即發(fā)出現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警信號(hào)來威懾侵入者,同時(shí)將單片機(jī)自動(dòng)預(yù)先存儲(chǔ)在24C02中的給主人或者小區(qū)物業(yè)報(bào)警,以便及時(shí)采取防盜措施避免財(cái)產(chǎn)損失。
　　
　　當(dāng)主人在異地想*家中的情況或者遙控家中的電器的開關(guān)時(shí),只需要家中的固定,因?yàn)樵搱?bào)警系統(tǒng)的接口是并聯(lián)在機(jī)上的,若鈴聲響五次后無人接通（具體次數(shù)可由軟件設(shè)定）,則該報(bào)警系統(tǒng)就自動(dòng)模擬摘機(jī),在主人輸入預(yù)定的密碼后,就可以*家中的動(dòng)靜以及控制家中電器的關(guān)、斷。
　　
　　當(dāng)主人在家無須設(shè)防時(shí),該報(bào)警系統(tǒng)還可以顯示時(shí)鐘、溫度等等,還可以設(shè)定起床鬧鈴等多重功能,這些都可以結(jié)合軟件和相關(guān)芯片來實(shí)現(xiàn)。
　　
　　3、系統(tǒng)部分電路功能介紹
　　
　　3.1MCU模塊
　　
　　MCU器件采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S51芯片,如圖2所示。AT89S51是一個(gè)低功耗,高性能CMOS8位單片機(jī),片內(nèi)含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,具有高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元。　　　　
　　3.2無線模塊
　　
　　無線模塊主要是是處理紅外、無線信號(hào)。包括門窗磁報(bào)警模塊、火災(zāi)探測(cè)模塊、有害氣體探測(cè)模塊等傳感器模塊。
　　
　　在這里主要講解門窗磁報(bào)警模塊,門窗磁探測(cè)器選用無線門磁,由一塊永磁體和門磁主體（內(nèi)部有一個(gè)常開型的干簧管）兩部分組成,其無線接受模塊的傳感器應(yīng)用電路圖如3所示。　　　　
　　H1是一個(gè)干簧管,當(dāng)門閉合時(shí),H1吸合,C1兩端點(diǎn)位相同,Q1截止,Q2也截止;當(dāng)門打開時(shí),干簧管觸點(diǎn)打開,有一個(gè)電流流過Q1的發(fā)射極、R32（和H12并聯(lián)）、C1、R31、地,使得Q2飽和導(dǎo)通,輸出低電平0給單片機(jī),發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
　　
　　3.3報(bào)警模塊
　　
　　P3.2（INT0）連接防盜探測(cè)器,用來檢測(cè)盜情,如果盜情發(fā)生,觸發(fā)外部中斷0,MCU接到報(bào)警信號(hào)以后,開始啟動(dòng)LED等閃爍報(bào)警,同時(shí)啟動(dòng)100dB的聲音報(bào)警,來震懾入室的小偷,同時(shí)把信號(hào)送給模塊,告訴主人或者報(bào)警中心有小偷入室。
　　
　　3.4液晶顯示模塊
　　
　　液晶顯示模塊采用LCD1602來實(shí)現(xiàn),主要功能是用來顯示時(shí)間、日期、家里的溫度、以及報(bào)警的時(shí)候顯示報(bào)警的類型等功能。　　　　
　　3.5語音模塊
　　
　　語音模塊的采用ISD4000芯片,其連接電路圖見圖5所示。　　　　
　　3.6DTMF編碼/解碼模塊
　　
　　報(bào)警器電路與用戶機(jī)共用一條線。選用HT9200B做DTMF編碼器,HT9170做DTMF解碼器,其應(yīng)用電路圖見圖6和圖7。　　　　　　
　　給HT9200B提供確定的4位二進(jìn)制數(shù)（比如）,從D0--D3輸入,就可從13腳輸出相應(yīng)的DTMF信號(hào),并將DTMF信號(hào)送到線上,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)功能;HT9170的功能主要是將輸入的DTMF信號(hào)變換為相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù),解碼遠(yuǎn)程按鍵信號(hào),傳送到單片機(jī),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
　　
　　DTMF（DualToneMultiFrequency）,即雙音多頻信令,基本上在*范圍內(nèi)使用在按鍵式機(jī)上,一個(gè)DTMF信號(hào)由兩個(gè)頻率的音頻信號(hào)疊加構(gòu)成。其中DTMF信號(hào)與按鍵關(guān)系見圖8所示。　　　　
　　3.7接口模塊
　　
　　接口模塊包括振鈴檢測(cè)電路、摘機(jī)控制電路以及回鈴檢測(cè)電路。
　　
　　振鈴檢測(cè)是指當(dāng)振鈴一定次數(shù)（比如5次,可由軟件設(shè)定）后,若無人接聽,則由主人輸入密碼,密碼輸入正確后,則由單片機(jī)自動(dòng)模擬摘機(jī),以查看家里的情況,若密碼連續(xù)3次輸入不正確則強(qiáng)行掛機(jī)。

　　　　
　　振鈴檢測(cè)電路電路圖見圖9所示,25Hz的交流振鈴信號(hào)經(jīng)過整流以后,再經(jīng)過穩(wěn)壓,送入光電耦合器,再輸出方波信號(hào)給單片機(jī)的外部中斷0,用軟件判別振鈴信號(hào)。
　　
　　模擬摘機(jī)檢測(cè)電路電路圖見圖10所示。該電路利用三極管來模擬摘機(jī)。當(dāng)Q4基級(jí)為低電平時(shí),Q3的集電極和發(fā)射機(jī)斷開,為掛機(jī)狀態(tài);電平時(shí)當(dāng)Q4基級(jí)為高電平時(shí),Q3的集電極和發(fā)射機(jī)飽和導(dǎo)通,為摘機(jī)狀態(tài),于是信號(hào)送入。　　　　
　　而回鈴音、忙音、線路錯(cuò)誤音等進(jìn)程音是載波為450Hz的信號(hào),各種信號(hào)不同的只是調(diào)制的周期、占空比不同,所以對(duì)這些信號(hào)的檢測(cè)是檢測(cè)450Hz的信號(hào)的周期和占空比。該電路利用鎖相環(huán)LM567構(gòu)成檢測(cè)電路（LM567的中心頻率調(diào)為450Hz）,當(dāng)輸入信號(hào)為450Hz時(shí)候,LM567輸出低電平,送入單片機(jī)利用軟件區(qū)別各種信號(hào),其檢測(cè)電路見圖11所示。　　　　
　　4、程序流程圖介紹
　　
　　本課題總體流程圖如圖12所示。　　　　
　　在這里著重說說主循環(huán)模塊的流程圖,見圖13所示。　　　　
　　5、結(jié)束語
　　
　　本系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,無須重新布線、方便、無電磁污染、環(huán)保、成本低;該系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有很好的實(shí)用價(jià)值。